prilagođeno pretraživanje po punom tekstu

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 62     <-- 62 -->        PDF

V. Tlapäk, J. Ćaska. .1. Herynek: THE INFLUENCE OF FORESTS AND VEGETATION ON EROSION ... Šumarski list -SL1PLEMENT (2005), 51-60

by strict care for full area erosion control and prevention

enhance possibilities of infiltration and capillary
action by application of adequate technologies

by application of technologies in relation with actual
humidity and bearing capacity of soils

by control of machine technical condition and observation
of technological regulations

by strictly application of biotechnical erosion control
system in connection with 120 years long tradition
and experience of Sluzby LTM-HB (Forest Reclamation
Service) in Czech

by maintenance of all potentially erodible places in
safe condition and repair all damages without delay

by using of all possibilities for reconstruction and
complementation of vegetation elements in landscape
Managers of watercourses are obligate to maintain
their flow capacities. Quality of watercourses maintenance
would be controlled in autumn, after winter season
and after all rainstorms.

For effectively management of watersheds is necessary
realisation of following assumptions:

reclassification and innovation of legislative standardisation

implementation and utilization of watershed monitoring

clearly defined competences of government and local

creation, application and audit of effectively support,
grant and sanction mechanisms, programs and

good awareness of general public
Upper mentioned recommendations summarize
principles and assumptions of small and torrent watersheds
management verificate by practice and time.
Thickness, quality and condition of soil horizons
are cardinal for retention of water in landscape. Forest
soils, such a part of forest ecosystems, have specific
importance for runoff forming. This specification is
made by localisation of vast majority of forest stands at
upper parts of watersheds and by the way of their management.
Integrated forestry respecting principles of
sustainable forestry is basic for effectively erosion
control and prevention.

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 61     <-- 61 -->        PDF

V. Tlapak. J. Ćaska, J. Hcrynek: THE INFLUENCE OF FORESTS AND VEGETATION ON EROSION Šumarski list SUPLEMKNT (2005), 51-60
ween rainfall infiltration speeds (v;) and rainfall transformation
factor (Wk) by equation of Horton type:
y = (a-b) exp (-nx)+b (2)
or by scheme at figure 2:
v, (WJ = (vi0 - v,J exp (-n-W^v, (3)
Vj = actual speed of infiltration (m.s-1)
vi0 = initial speed of infiltration (m.s1)
vjv = steady actual speed of infiltration (m.s-1)

Ht(t) = viv t + nw,

is = rain intensity (m.s-1)
High of water column of rainfall which created surface
runoff (H0) from the beginning of rain (t = 0), respectively
from time ts to time t

1 i, - v.

(5) H0(t) = (is t + -
V;„ - V,


Maximal surface runoff Qmax can be evaluated
from equation:



H0 = high of water column of rainfall in surface runoff
Sp = area of watershed (m2)
tk = time of surface runoff concentration (s)
Time of concentration is evaluated from empiric
equations for Sp = 0.8 km2 (Kirpich, 1940)

f L ^

Vvi J

Retention of forest soils can be raise by:

sequential conversion of coniferous monocultures
at mixed stands with better hydrological effect
by application of silvicultural systems which pro

tect and uphold quality of forest floor (its thickness,
optimal form, loose, integrity)

n = exponent (J.rrf )
Wk = cumulated areal density of rainfall kinetic
energy (J.rrf2)
High of water column of rainfall which infiltrated
into soil (Hi) from the beginning of rain (/ = 0) to the

time t;
ts = time of beginning of surface runoff
t, = time of rain

K-v;„ V,0-Vn


i,. -v„



L = maximal length of runoff distance at
watershed (m)

J = average slope of runoff distance


(8) J
for 5=5 - 50 km2 (Kerby,V.S.)


(9) 86,5
n = roughness coefficient (pavement 0.02, soil
0.10, grass 0.30, lawn 0.80)

By the upper mentioned method we can determinate
beginning of surface runoff, its quantity and maximal
volume of surface runoff or other runoff hydrological

by application of environmentally friendly transport
technologies which minimize compaction of
soil horizons and soil surface
design, built and maintain forest transport network
with technical parameters adequate to natural and
technological conditions

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 60     <-- 60 -->        PDF

V. Tlapak. .1. Caska. J. Herynek: THE 1NFLUF.NCF OF FORESTS AND VEGETATION ON EROSION Šumarski list SUI´LEMENT (2005). 51-60
volumes of infiltration corresponding to them. Rainfalls
can be retained by forest vegetation in quantity
3-7 mm. This quantity depended on species of woods,
their age, canopy and stocking. Forest floor is able to
retain 1.5-10 mm by its thickness.

Infiltration is critical element in forest stand. Relations
inter infiltration, surface retention and interception
is represented by ratio 12:6: 1. If interception retained
3-7 mm of rainfalls, surface retention is 18—42 mm and
infiltration volume could be 36-84 mm. But there are
only theoretical values. Values are significantly affected
by actual condition of forest biocenosis and soils. Infiltration
is essential process from point of view of surface
runoff forming. Forest stands and especially forest soils
rising standard of retention capacity of small rivers and
torrents watersheds. Their retention capacity is limited
but evidentially positively affect lag times and culminations
levels. Speeds of accumulated surface run off are
0.1-3.0 m.s"1 but speeds of run off in forest floor are
usually 0.01-1.0 m.s"1.

Possibilities of forestry to intervene effectively in
runoff control are:

water retention which is achieved by rainfall interception
by vegetation cover, by rise of water infiltration
and accumulation in soil, by utilisation and
construction of flood water retention areas

rainfall runoff retardation by reduce of longitudinal
slope of watershed surface and watercourses, by rise
of soil surface roughness and cross-section areas
of flow, by reducing of conditions for surface runoff
Above mentioned testify importance of infiltration.
Its quantity is affected by thickness, form, compactness
(compaction) and integrity of humus level and kind of

soil and by their water saturation value. Raised volume
of infiltration is stronger in the first 30 minutes when infiltration
intensity is 0.5-2.0 mm.rnin" and more. Volume
of precipitation can be 60 mm. Infiltration decrease
at volume from 0.3 to 1.0 mm.min´´ with longer rainfall
time. Volume of infiltration could be from 60 to 120 mm
of rainfall in interval 120 min.

We can talk about five classes of hydrological quality
of soils. This classification system is based on
thickness of humus (horizon H or A,) and litter (horizons
L and F) and on degree of erosion value. Soft degree
has volume from 1 to 5, medium from 6 to 8, hard
9 and more (see table 1).

At the first class are soils with the worst and in the
fifth class are soils with the best hydrological quality. By
the soil permeability authors define four groups of soils.

Relationship between infiltration quality of soil surface
and soil permeability is demonstrated on figure 1.

Infiltrated water is not permanently eliminated from
runoff process. Infiltrated water creates subsurface runoff
with significantly lower speeds. By this way forests
and forest soils extended times of runoff concentration
and raise probability than times of runoff concentration
will be longer than times or rain. This is premise then
peak flow is not formed by rainfalls from complete area
of watershed. Therefore forest stands and soils are important
factors in process of runoff retardation.

Negative effect at retention capacity of forest soils
has humus erosion and soil compaction by wood harvesting
and transport. Forest transport network has negative
effect too because reduce roughness coefficient,
affected surface accumulation and raise volume of runoff


For determination of soil hydrological characteristics
is used method of pluviological infiltration curves.
Forms of curves depend only at kind and initial state of
soil not at rain intensity.

Rainfall has kinetic energy and by this energy can
change some volumes of soil attributes. This effect is
called pluviogenous transformation of soil structure
(Kasparzak, 1989) and deformation of soil infiltration.
Pluviological infiltration curve is function of relation
between rainfall infiltration speed (VJ) and rainfall
transformation factor (W^). It applies to (see figure 2):

v, = f(Wk) = f(wkt)

Vj = actual speed of infiltration (m .s"1)

Wk = cumulated areal density of rainfall kinetic
energy (J.m~~)

wk = specific areal density of rainfall kinetic energy

t = time (s)
Infiltration, surface runoff and splash erosion were
measured in following variants:

at bare, dry, loose, loam soil in the course of simulated
rains with various intensities
at bare, wet, loam soil with compact, wet soil crust
(result of rain and 24 hours of soil desiccation in
sunny weather)

at bare, semi humid loam soil with cracked soil
crust (result of rain and 10 days of soil desiccation
in sunny weather)

at bare, dry, loose, loam soil with dry, mechanically
loosed soil surface

Results and evaluation of measuring are mentioned
at chosen representative graphs (figures 3 and 4). On
the basis of results we can charakterize relation bet

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 59     <-- 59 -->        PDF

Šumarski list -SUPLEMENT (2005), 51-60


Vaclav TLAPÄK, Jakub CASKA, Jaroslav HERYNEK*

ABSTRACT: The effects of forest and vegetations in erosion and flood
control in landscape are asserted by interception, surface accumulation and
especially by uphold of infiltration and recharges. Thickness, structure, loose
and integrity of humus and arable horizons have dominance. Physical and
biochemical parameters of top soil horizons cooperate. Hydrological quality
of soil surfaces are inferred by method of pluviological curves. This method
makes possible to define potential recharge, infiltration, surface water accumulation
and runoff. The method can be used for determination of potential
quantities of splash erosion in relation to effects of vegetation covers. By this
way can be objectified effects of forests and vegetation in erosion and flood


The base for erosion and flood control in small riForest
percentage of Czech is 34 % (2,643,058 ha).
vers and torrents watersheds is prevention. Effect of Forests in water protection zones make up 15 %
prevention is given by theoretical and practical experi(
400,000 ha) of forest land in Czech. Over 1/3 of them
ence of small watersheds hydrology, intensively used was damaged by immissions in recent years. Forests in
for forestry and agricultural production. It is effect of head water areas represents 26 % (700,000 ha) of foregulation
and co-ordination of all activities and mearest
land in Czech (Krečmer, 1988).
sures in potentially endangered watersheds in contex

In wooded watersheds of Czech is constructed 9,500

ture at safety transposition of extreme flow. Prevention

km of paved forest roads and about 53,000 km of earth

is usually les expansive then correction of flood dama

logging and skidding roads. Crude guess of total length

ges. Important is also geographical position, in case of

of permanent and temporary roads is about 100,000 km.

the Czech Republic, at main European watershed divi

At agricultural land it is about 200-250,000 km of

de and results of erosion and flood situations for adja

roads. Watercourses in cadastral evidence represent

cent states (Austria, Germany, Hungary, Poland, and

another 60,700 km of concentrated runoff paths. We ex

Slovak). All above mentioned facts validate relevance

pected that total length of runoff paths could by mini

and reason of systematic, sophisticated and strictly

mally 100,000 km.

multidisciplinary outlook on complex solution of common
or specific problems.


Formation of runoffs from watershed is basically thickness, composition, form, aeration and integrity of
affected by ways, intensity and land use of area, by humus layer. It is synergy of thickness and quality of
top soil horizons and their physical, chemical and bio

Prof. Ing. Vaclav Tlapdk, CSc , Ing. Jakub Caska, Prof. Ing. logical parameters. Retention abilities of watershed are
Jaroslav Herynck, CSc , Üstav tvorby a ochrany krajiny (Ustav
very important retardation factors in situations of rain

lesnickych staveb a melioraci). Lesnickä a drevarskä" fakulta

MZLU v Brne, Zemedelskä 3, 613 00 Brno, Czech Republic. storms or local long-duration rains. Other attributes li

Tel.: +420 5454 134 094; Fax: +420 545 134 083; E-mail: ke interception of vegetation covers, especially forest

Tel.:+420 5454 134011; Fax:+420 545 134 083; E-mail:

Tel.: +420 5454 134 090; Fax: +420 545 134 083; E-mail: covers, all surface accumulations and retentions and

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 58     <-- 58 -->        PDF

V. Tlapäk. J. Caska. J. Herynek: UTJECAJ ŠUME 1 VEGETACIJE NA SPRJEČAVANJE EROZIJE Šumarski list SUPI.F.MENT (2005). 51-60
Caska, J.: Optimalizace lesni dopravni site v gravitačnim
üzemi Babi lom. In Češka krajina strecha
Evropy. Sbornik prispevku z mezinärodni
konference. ČSKI, Pardubice, 2004. ISBN

Herynek , J.: Vliv technologie dopravy drivi na kvalitu
vod. ZZ VŠZ Brno, 1990, 30 s, pril.
Herynek , J. a kol.: Koncepce lesotechnickych melioraci
a hrazeni bystrin pro 21. stoleti v ČR.
Studie FLD MZLU v Brne pro MZe ČR, 1996,
44 s., pril.

Herynek, J., J. Krešl,: Zäsady protierozni a protipovodnove
ochrany. Exp.zpräva LDF MZLU v
Brne pro VÜMOP Praha, 1998. 23 s., pril.

Holy, M.: Eroze a životni prostredi. ČVUT Praha

Juva, K.,A. Hrabal,V. Tlapäk: Male vodni toky.
SZN Praha 1984.

Kinkor, J., J. Reidinger: Analyza a navrh zlepšeni
povodnove ochrany v ČR. Planeta 1997, č. 11, s.

Kolektiv: Krajinne inzenyrstvi ČKAIT Praha, TK 13,
1998,200 s.

Krečmer, V.: Ochrana vod v lesnim hospodärstvi.
Vod. hosp.A, 1988 c. 6, s. 141-143.

Krešl, J.: Prisprvek k objasneni vodohospodarske
funkce lesa. Habil., VŠZ Brno, 1965, 185 s.

K r e š 1, J.: Vliv lesni dopravni site na vodni režim lesa.
Lesnictvi, 24, 1978, č. 7, s. 567-580.

Linsley, P. K. a kol.: Prikladnaja gidrologija. Gidroizdat.
Leningrad 1962, 759 s.

Moldan, B.: Zhodnoceni vysledku sledoväni geochemickych
parametru regionälniho znečišteni.
ZZÜÜG Praha, 1985, 163 s.

Skatula, L.: Hrazeni bystrin a strži. SZN Praha,
1960,422 s.
Sach, F.: Vliv težby na erozi pudy. Vodohosp. čas.,
1988, č. 2, s. 199-210.

Š ac h, F.: Vliv lesni dopravni site na odtokove pomery
imisnich holoseči. Lesnictvi, 1990, č. 2, s.

Skopek, V.: Posouzeni možnosti protipovodnovych
opatreni blizkych prirode. VUV TGM Praha
1998, 10 s.

Šlezingr, M., L. Uradniček: Vegetačni doprovod
vodnich toku a nadrž. Ak. nakl. CERM Brno,
2002, 130 s., ISBN 80-7204-269-6.

Tlapäk, V, J. Herynek: Revitalizačni opatreni a
vyuziväni vodnich zdroju v krajine. Folia MZLU
v Brne, 2002, 54 s., ISBN 80-7157-632-8.

T1 a p ä k, V. a kol: Studie prevence pred povodnovymi
škodami v oblasti eroznich učinku a sut´ovych
proudu. Studie MZLU v Brne, 2002, 100 s, pril.

Ven Te Chow: Handbook of Applied Hydrology. Me
Graw - Hill Book Company New York, 1964,

Sbornik ICID: Povodne a krajina ´97. Sb. ref. konf. s
mezinär. üc. Brno, 13. - 14. 11. 1997, sekee 3 a 4.
Zachar, D. a kol.: Lesnicke melioräcie. Priroda Bratislava,
1984,488 s.

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 57     <-- 57 -->        PDF

Šumarski list -SUPLEMENT (2005), 51-60

za S = 5 - 50 km2 (Kerby, V.S.)

= 86,5 U ^ (9)


n - koeficijent razvedenosti (asfalt 0,02, tlo 0,10,
trava 0,30, travnjak 0,80).

Pomoću gornje metode možemo odrediti početak
površinskog otjecanja, njegovu količinu i maksimalni
obujam, ili druge hidrološke karakteristike.


Retencija šumskog tla može se povećati na sljedeće

Sekvencijalnom konverzijom crnogoričnih monokultura
u mješovitim sastojinama s boljim hidrološkim

Primjenom šumsko-uzgojnih sustava koji štite i
održavaju kvalitetu šumskog tla (njegovu debljinu,
optimalni oblik, rahlost, stabilnost);

Primjenom okolišu prihvatljivih transportnih tehnologija
što minimiziraju sabijanje horizonata tla i površine

Izradom, izgradnjom i održavanjem mreže šumskih
prometnica s tehničkim parametrima usklađenim s
prirodnim i tehnološkim uvjetima;

Strogom brigom oko sprječavanja erozije;

Povećanjem mogućnosti infiltracije i kapilarnog
djelovanja primjenom odgovarajućih tehnologija;

Primjenom tehnologija u vezi sa stvarnom vlagom i
nosivosti tla;

Kontrolom tehničkog stanja strojeva i poštivanjem
tehnoloških pravila;

Strogom primjenom kontrolnog sustava praćenja
biotehničke erozije vezanom uz 120-godišnju tradiciju
i iskustvo Službe LTM-HB u Češkoj;

Održavanjem svih potencijalnih erodibilnih mjesta
u ispravnom stanju i saniranje štete bez odgađanja;

Uporabom svih mogućnosti rekonstrukcije i nadopunjavanja
vegetacijskih elemenata u krajoliku.

Am broš, Z.: Hydricky potcnciäl lesnych ekosystemov.
Lesn. čas., 29, 1983, č.l, s. 3-13.

Belsky, J.: Lesnickotechnicke meliorace a hrazeni
byst?in v Ceske republice. Zpräva ke 1 lOti letemu
vyroci činnosti. MZe ČR Praha, 1994, 28 s.


A - suno, ranio, razmrvljeno u <- i u mm

A —dry, loose, crumb < 10 mm


B - mokra kora tla nakon 1 dana isušivanja

B - wet soil crust after I day of desiccation

C - suha kora tla nakon 10 dana isušivanja


f - dry soil crust after 10 dqvs qf depict ation






^ --´


0,0 i 1

0 200 600 1000 1400 1800

Slika 4. Prethodna slika krivulja pluviološke infiltracije

Figure 4 Pre-image ofpluviological infiltration curves

Results and discussion
Vodotokovi se moraju održavati u njihovim kapacitetima
protoka. Vodotokove treba kontrolirati u jesen,
nakon zimske sezone i nakon olujnih kiša.

Za djelotvorno gospodarenje slivovima potrebno je
realizirati sljedeće pretpostavke:

Reklasifikacija i inovacija legislativnih dokumenata
o standardizaciji;

Implementacija i utilizacija sustava promatranja sliva;

Jasno određene kompetencije vlade i lokalne uprave;

Razvoj, primjena i provjera djelotvornih mehanizama
podrške, dotacije i sankcija, te programa i methoda;

Visoka svijest javnosti.
Gore spomenute preporuke sumiraju principe i
pretpostavke gospodarenja slivovima malih vodotokova
i bujica, verificirane praksom i vremenom.
Gustoća, kvaliteta i stanje horizonata tla ključni su
za retenciju vode u prirodi. Šumska tla kao dio šumskih
ekosustava su od specifične važnosti za stvaranje
površinskog otjecanja. Ova je specifikacija načinjena
lokaliziranjem ogromne većine šumskih sastojina u
gornjim dijelovima slivova, te njihovim gospodarenjem.
Integrirani principi potrajnog šumarstva temeljne
su pretopostavke za djelotvornu kontrolu i sprječavanje


Ćaska, J.: Težebne-dopravni technologie a protipovodnovä
prevence. In Protipovodnovä ochrana a
üzemni plänoväni. Sbornik prispcvku z mezinärodni
konference. ČSKI, Pardubice, 2003. ISBN


ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 56     <-- 56 -->        PDF

V. Tlapäk. J, Ćaska. J. Herynek: UTJECAJ ŠUME I VEGETACIJE NA SPRJEČAVANJE ERO/IJE Šumarski list -SUPLEMENT (2005). 51-60
Na temelju rezultata možemo okarakterizirati odnos viv = stabilna stvarna brzina infiltracije (m.s"1)
između brzine infiltracije oborine (Vj) i faktora tran

n = eksponent (J.m"2)

sformacije oborine (Wk) jednadžbom Hortonovog tipa

Wk = kumulirana arealna gustoća kinetičke energije

y = (a-b) exp (-nx)+b (2)

oborine (J.m"´)

ili shemom na slici 2:

Visina vodnog stupa oborine infiltrirane u tlo (Hj)

Vi (WO = (vi0 -v,v) exp (-n-W,J+ v, (3) od početka padanja (t = 0) do vremena t; t e (t„;tv)
Vj = stvarna brzina infiltracije (m.s"1) ts = vrijeme početka površinskog otjecanja
vi0 = početna brzina infiltracije (m.s-1) tv = vrijeme kiše

; i — v. i -v...

H,(t) = v„ ,+_Linizi v,-o-v,-v exp(-nwkt)—s-(4)


nw. ;., -v-nwk v,0-v,v nwlr vi0-viv

V W 11

Visina vodnog stupa oborine stoje stvorila površinsko
otjecanje (H0) od početka padanja (t = 0), odnosno
od vremena t do vremena t


i. -v. vio-viv sL -V:
H0(t) = (i,-vjt + ln^ + exp(-nwkt)—-(5)
nw,, v/o yh ´ J nw,. vi0-viv

Maksimalno površinsko otjecanje Qmax može se
procijeniti iz sljedeće jednadžbe:


[v,] = 10 m.s

»-max (6)




H0 - visina vodnog stupa oborine u površinskom


otjecanju (m) 4,4
Parameters of curves
Sp - površina sliva (m ) 4,0
\ v, = f (>w )
tk - vrijeme koncentracije površinskog otjecanja (s) \ \ A »i0-5,00. 10s m.s"1

v„=6,80. 10´6m.s"´

Vrijeme koncentracije procijenjuje se pomoću em-3,6 L

\ B vk= 2,40. 10"S m.s"´

piričkih jednadžbi za S = 0,8 km2 (Kirpich, 1940) \

D viv=4,75. I0´6m.s"´


Q v0= 3,80. lO^m.s"1 L \A vjv=6,00. loVs´

1 \

h =1,169 (7) 2,8

77 \ [) 1,30 . lO^m.s"1

\ vro=

v|v=8,80. lO^m.s"1


L - maksimalna duljina udaljenosti otjecanja u sli2,4

I \ \

vu (m)

2,0 \ v \

J - prosječan nagib udaljenosti otjecanja


Slika 3. Ovisnost elementarne erozije pri kumuliranoj arealnoj
1,6 \ \
\ w gustoći kinetičke energije oborine ME = f (WK) (Mjereno
na katastarskom teritoriju Drazuvky; Fizikalno stanje tla:
A - suho, rahlo, razmrvljeno < 10 mm, B - mokra kora tla
nakon 1 dana isušivanja, C - suha, ispucanja kora tla nakon
10 dana isušivanja).
\B ^
Figure 3 Dependence of elementary splash erosion at cumulated
areal density of rainfall kinetic energy ME= ((WK) (Mea0,4
sured in cadastral territory Drazuvky; Physical condition
of soil: A - dry, loose, crumbs < 10 mm, B ~ wet soil crust
after 1 day of desiccation, C - dry, cracked soil crust after
10 days of desiccation).
J 200 600 1000 1400 1800
[Wk] = J.m2

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 55     <-- 55 -->        PDF

V. Tlapäk, J. Caska, J. Herynek: UTJECAJ ŠUME I VEGETACIJE NA SPRJEČAVANJE EROZIJE Šumarski list -SUPLEMENT (2005), 51-60
mm d"1


60 /


Classes ofhydrological quality of surface





/ ,

/ a LL
/" D O ~


/ X t
/-cd r^

/ 5



^ >

3 "

— ~~. 5o



Razredi hidroloških svojstava površine

PLUVIOLOSKE KRIVULJE INFILTRACIJE - Pluviological infiltration curves

Za određivanje hidroloških karakteristika tla rabi se
metoda pluvioloških infiltracijskih krivulja. Oblici krivulja
ovise samo o vrsti i početnom stanju tla, a ne o
intenzitetu kiše.

Oborine imaju kinetičku energiju kojom mogu promijeniti
neke vrijednosti svojstava tla. Ovaj se utjecaj
naziva pluviogenska transformacija strukture tla (K a s parzak,
1989) i deformacija infiltracije tla. Krivulja
pluviološke infiltracije je funkcija odnosa između brzi

ne infiltracije oborina (v;) i faktora
transformacije oborine (Wk). To je
izraženo (vidi sliku 2) sljedećim

v, = f(Wk) = f(wkt) (1)
gdje je
Vj = stvarna brzina infiltracije (m.s" )
Wk = kumuliana arealna gustoća kinetičke
energije oborine (J.m2)
wk = specifična arealna gustoća kinetičke
energije oborine (J.s1. m"2)
t = vrijeme (s)
Infiltracija, površinsko otjecanje
i erozija mjereni su u sljedećim varijantama:
na golom, suhom, rastresitom,

ilovastom tlu tijekom simulirane
kiše različitog intenziteta;
na golom, mokrom, ilovastom tlu

s kompaktnom, vlažnom korom
tla (rezultat kiše i 24-satnog isušivanja
po sunčanom vremenu);


V:= i.

Infiltrirana voda nije trajno eliminirana iz procesa
otjecanja. Infiltrirana voda stvara značajno sporija podpovršinska
otjecanja. Stoga su šumske sastojine i tla
važni čimbenici u procesu usporavanja otjecanja.

Negativni utjecaj na retencijski kapacitet šumskih
tala ima erozija humusa i sabijanje tla u sječi i transportu.
Šumska transportna mreža ima negativni utjecaj
i zbog smanjivanja koeficijenta razvedenosti tla, utjecaja
na površinsku akumulaciju i povećanog koeficijenta

Slika 1. Grafikon za određivanje intercepcije (Ambros, 1983)

Figure 1 Graph for determination of interception (Ambros, 1983)

na golom, poluvlažnom ilovastom tlu s raspucanom
korom tla (rezultat kiše i 10-dnevnog isušivanja tla
po sunčanom vremenu);

na golom, suhom, rastresitom, ilovastom tlu sa suhom,
mehanički izrahlanom površinom tla.
Rezultati i evaluacija mjerenja spomenuti su na re

prezentativnim grafovima (slike 3 i 4).

Samo infiltracija - Infiltration only

Infiltracija -Infiltration

Površinska akumulacija

(Površinsko otjecanje)

Surface accumulation

(Surface runoff

viv). exp(-nWk)

Slika 2. Shematski prikaz krivulje pluviološke infiltracije i njeni parametri

Figure 2 Schematic representation of pluviological infiltration curve and its parameters

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 54     <-- 54 -->        PDF

Šumarski list SUPLEMENT (2005), 51-60
šume, njihovoj dobi, sklopu i šumskoj zalihi. Šumsko
tlo može zadržati 1,5 mm - 10 mm.

Infiltracija je ključni element u šumskoj sastojini.
Odnosi medu infiltracijom, površinskom retencijom i
intercepcijom predstavljeni su omjerom 12:6 : 1. Ako
intercepcija zadrži 3 mm - 7 mm oborina, tada površinska
retencija zadrži 18 mm - 42 mm, a volumen infiltracije
bi mogao biti 36 mm - 84 mm. No to su samo teoretske
vrijednosti. Na vrijednosti značajno utječu stvarni
uvjeti šumskih biocenoza i tla. Infiltracija je bitan
proces u smislu površinskog otjecanja. Šumske sastojine,
a posebice šumska tla, podižu razinu retencijskog
kapaciteta slivova malih rijeka i bujica. Njihov je retencijski
kapacitet ograničen, ali pozitivno utječu na razine
kulminacije. Brzina akumuliranog površinskog otjecanja
je 0,1 - 3,0 m.s"1, ali brzina otjecanja na šumskom
tlu je obično 0,01 - 1,0 m.s"1.

Mogućnosti su šumarstva za djelotvornost u sprječavanju
otjecanja sljedeće:

Vodna retencija kroz intercepciju oborina vegetacijskim
pokrovom, podizanjem vodne infiltracije i
akumulacije u tlu, korištenjem i izgradnjom retencijskih
površina poplavne vode;

Usporavanje površinskog otjecanja smanjivanjem
longitudinalnih nagiba slivne površine i vodotokova,
podizanjem razvedenosti površine tla i presijecanjem
površina tokova, smanjenje uvjeta za stvaranje
površinskog otjecanja.
Sve navedeno govori o važnosti infiltracije. Njena
količina ovisi o debljini, obliku, nabijenosti i stabilnosti
humusne razine te vrsti tla i vrijednosti natopljenosti.
Povećani obujam infiltracije jači je u prvih 30 minuta
kada je intenzitet infiltracije 0,5 - 2,0 mm.min ´ i više.
Obujam oborina može biti 60 mm. Infiltracija opada pri
obujmu 0,3 do 1,0 mm.min"1, pri duljem trajanju oborina.
Obujam infiltracije bi mogao biti 60 do 120 mm u
intervalu od 120 min.

Možemo govoriti o pet razreda hidrološke kvalitete
tla. Ovaj se klasifikacijski sustav temelji na debljini humusa
(horizont H ili A,) i listinca (horizont L i F) te na
stupnju vrijednosti erozije. Blagi stupanj ima obujam od
1 do 5, srednji od 6 do 8, a jaki od 9 i više (vidi tablicu 1).

Tablica 1. Razredi hidrološkog svojstva površine šumskog tla prema debljini horizonta humusa i listinca,
te njihovoj eroziji (Ven te Chow, 1964).

Table 1 Classes ofhydrological quality of forest soil surface by thicknesses of humus and litter horizons

and their erosion (Ven te Chow, 1964).

Humus (H ili A,)
Listinac (L, F)

Humus (Hor A,)
Litter (L, F)

debljina (cm) -thickness (cm)
1,25 1,24 0,00 <
1,25 2.50 0,00-2,50
2,51 <
2,51 -3,8 0 0,00-2,50
3,81 -5,1 0 0,00-2,50
5,11 12,70
0,51 <
12,70 < 0,00 0,50
0,51 <

U prvom su razredu tla s najslabijom hidrološkim
svojstvom, a u petom razredu su tla s najboljim.
A - pijesci i šljunci s niskim potencijalom otjecanja
i propusnosti >7,5 mm.h"1

A — sands and gravels with low runoff potential and
with permeability > 7.5 mm.h´1;

B - ilovasto-piješčana i glinasto-ilovasta tla uz
prosječnu propusnost 3,8 - 7,5 mm.h"1;

B - loam-sandy and clay-loam soils with average value
of permeability 3.8 -7.5 mm.h´1;

Razred higrološke kvalitete tla

Class of hygrological quality of soil

Stupanj površinske erozije
Degree of surface erosion
blag-soft srednji -medium jak -hard
< 5 6 8 9 <
2 1 1
2 2 1
3 2 1
3 2 1
3 3 1
3 3 2
4 3 2
3 2 2
4 3 3
4 3 2
5 4 3

C - glinasto-ilovasta i glinasta tla sa niskom
propusnosti 1,3 - 3,8 mm.h" ;

C - clay-loam and clay soils with low permeability 1.3
-3.8 ;

D - tla s plitkom nepropusnom podlogom (propusnost
< 1,3 mm.h"1) i s visokim potencijalom otjecanja.

D - soils with shallow impermeable subsoil (permeability
< 1.3 mm.h´1) and with high runoff potential.

Odnos između infiltracije površine tla i propusnosti
tla prikazan je na slici 1.

ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 53     <-- 53 -->        PDF


UDK 630* 116



Vaclav TLAPÄK, Jakub CASKA, Jaroslav HERYNEK*

SAŽETAK: Utjecaj šume i vegetacije na sprječavanje erozije i zaštitu prirode
od poplava procjenjuje se kroz intercepciju, površinsku akumulaciju i posebice
infiltraciju i utjecanje. Pritom važnu ulogu imaju debljina, struktura,
rahlost i sastav humusa i obradivih horizonata. S time su povezani fizički i biokemijski
parametri gornjih horizonata tla. Hidrološka obilježja površina tala
dobivena su pomoću metode ombroloških krivulja. Ova metoda omogućuje
definiranje potencijalne infiltracije, akumulacije površinskih voda i otjecanja.
Metoda se može koristiti za određivanje potencijalnih količina erozije od
kišnih kapi povezanih s učincima vegetacijskog pokrivača. Na taj se način
mogu objektivizirati učinci šume i vegetacije na pojave erozija i poplava.

Importance and extent of prevention

Sprječavanje je temelj zaštite od erozije i poplave u zajedničkih ili specifičnih problema. Šume zauzimaju
slivovima malih rijeka i bujica. Utjecaj prevencije teme34
% češkog teritorija (2.643.058 ha). Šume u vodolji
se na teoretskom i praktičnom iskustvu s hidrologizaštitnim
zonama čine 15 % (400.000 ha) šumske pojom
malih slivova, što se intenzivno rabi u šumarstvu i vršine Češke. Preko 1/3 njih je oštećeno imisijama
poljoprivrednoj proizvodnji. Radi se o utjecaju regulaciposljednjih
godina. Šume u područjima riječnih izvora
je i koordiniranja svih aktivnosti i mjera u potencijalno zauzimaju 26 % (700.000 ha) šumskog zemljišta u
ugroženim slivovima u vezi sa sigurnosnom transpozi-Češkoj (Krcčmer, 1988).
cijom ekstremnih protoka.

U šumovitim bazenima Češke izgrađeno je 9.500 km

Sprječavanje je obično manje ekspanzivno od saniasfaltiranih
šumskih cesta i oko 53.000 km zemljanih
ranja štete od poplave. Takoder je važna geografska vlaka. Ukupna duljina trajnih i privremenih cesta je oko
pozicija, u slučaju Republike Češke, u odnosu na glav100.000
km. Na poljoprivrednom zemljištu to je oko
ni europski riječni bazen, te posljedice erozije i popla200
- 250.000 km. Vodotokovi u katastarskoj evidenciji
va u susjednim zemljama (Austrija, Njemačka, Mađarpredstavljaju
daljnjih 60.700 km koncentriranih staza
ska, Poljska i Slovačka). Navedene činjenice vrednuju otjecanja. Procjenjujemo da je ukupna duljina staza
relevantnost i razloge za sustavni, sofisticirani i strogo otjecanja najmanje 100.000 km.
multidisciplinirani pristup prema rješavanju složenih

Effects of forest stands and soils on rainfall and runoff

Na otjecanje iz slivova najviše utječu načini i intenmusnih
horizonata i njihovih fizičkih, kemijskih i biozitet
uporabe zemljišta u smislu debljine i kvalitete hu-loških parametara. Retencijskc sposobnosti sliva vrlo su
važni retardacijski čimbenici u situacijama olujnih kiša

Prof. Ing. Vaclav Tlapäk, CSc., Ing. Jakub Ćaska, Prof. Ing. ili lokalnih dugih kišnih razdoblja. Ostale značajke su
Jaroslav Herynek, CSc , Ustav tvorby a ochrany krajiny (Ustav

intercepcija vegetacijskog pokrova, posebice šumskog

lesnickych staveb a melioraci). Lesnicka a drevarskä fakulta
MZLU v Bine, Zemedelska 3, 613 00 Brno, Czech Republic. pokrova, sve površinske akumulacije i retencije te obuTel.:
+420 5454 134 094; Fax: +420 545 134 083; E-mail:

jam infiltracije. Vegetacija može zadržati oborine u ko

Tel.: +420 5454 134 011; Fax: +420 545 134 083; E-mail:

ličini od 3 do 7 mm.. Ova količina ovisi o vrstama

Tel.: +420 5454 134 090; Fax: -420 545 134 083; E-mail: